从全球海相古生界油气田地质共性看四川盆地海相地层天然气勘探方向

文章编号:1672-1926(2003)03-0167-05

收稿日期:2003-05-12;修回日期:2003-05-27.

基金项目:中油股份公司油气勘探战略研究项目资助.

作者简介:钱凯(1937-),男,江苏沐阳人,教授级高级工程师,主要从事油气地质综合研究.

从全球海相古生界油气田地质共性看四川盆地

海相地层天然气勘探方向

钱　凯,李本亮,许惠中

(中国石油勘探开发研究院廊坊分院,河北廊坊　065007)

摘　要:总结了全球海相古生界大油气区的共同地质特征,研究了四川盆地海相古生界与国外海相古生界地质条件的相似性,认为四川盆地仍具有继续发现大油气区的地质条件。对四川盆地来说,层状孔隙性储层是当前天然气勘探的主要领域,被动大陆边缘坳陷是今后探索的大方向,古隆起上的似层状风化壳储层值得继续重视。结合四川盆地勘探现状和发展趋势,重点论述了川西地区3个潜在的勘探领域: 川西二叠系栖霞组生屑滩白云岩储层(该领域将可能成为继川东石炭系白云岩层状储层和川东北三叠系鲕滩白云岩层状储层之后的战略接替领域); 晚古生代被动大陆边缘坳陷——川西逆冲带古生界(其中矿山梁地区是目前的战略突破口,枫顺场构造为战略准备区); 乐山龙女寺古隆起带震旦系似层状风化壳孔洞性储层(川西大兴场、汉王场的构造裂缝发育区是勘探的有利目标区)。

关键词:海相古生界;油气;川西地区;勘探领域

中图分类号:TE 122.2 文献标识码:A

1　全球海相古生界油气田形成地质条

件的主要特征

全球古生界以海相沉积为主。全球古生界海相地层油气资源量约占全球油气资源量的1/4。随着勘探技术的进步,全球古生界海相地层中的油气探明储量不断增加。据Bo is [1]

统计,在全球古生界海相地层中,石油探明储量约占全球油气探明储量的14%,天然气探明储量约占28.6%;因此,海相古生界在油气勘探中占有重要地位。综观世界各地的海相古生界油气区,发现其油气形成的地质条件存在一些共同的特征,主要是以下5方面。

1.1　构造—古地理位置不同的各类沉积盆地,油气

聚集规律和富集程度明显不同

(1)大陆边缘坳陷区:北美二叠盆地,勘探面积44.6万km 2

,探明石油地质储量126.5亿t 、天然气3.75×1012

m

3[2];美国西内盆地,探明石油可采储量

42亿t 、天然气4.7×1012m 3[3];俄罗斯滨里海盆地,

面积52万km 2

,探明石油地质储量100亿t 、天然气10×1012

m

3[4]

。

(2)坳拉谷—陆内裂谷发育区:东西伯利亚盆地,面积200万km 2

,相当一部分地区现今尚在地震普查阶段,资源量300亿t 石油当量,探明石油地质储量26亿t,天然气约3×1012

m

3[5]

。

(3)克拉通内坳陷区:美国伊利诺斯盆地,面积约15万km 2,探明石油地质储量约30亿t 。

(4)克拉通内陆表海区:美国密执安盆地,面积30万km 2,发现石油可采储量1亿t 。

1.2　烃源岩以斜坡相泥页、泥灰岩为主,有机质丰

度高

俄罗斯波罗的海盆地的烃源岩主要为下志留统笔石页岩,属腐泥型,TOC 为2%～15%;莫斯科盆地烃源岩为里菲系、文德系暗色泥岩,富含藻类,T OC 为1%～4.5%;东西伯利亚盆地的烃源岩为里菲系页岩,腐泥型,TOC 为1%～10%;北美二叠盆地烃源岩为辛普森统、志留系、泥盆系、二叠系页

第14卷第3期

2003年6月

天然气地球科学

NATU RAL GAS GEOSC IE NCE

Vol.14No.3Jun.　2003

岩,TOC>1%。

在上述盆地中,凡是油气聚集规模与富集程度具有明显因果关系的,烃源岩发育的最有利区域都是被动大陆边缘坳陷区(沉积、古地理、生物、古地温及构造等条件都有利油气形成聚集)。其中: 较有利的是坳拉谷—陆内裂谷区,裂谷内的快速堆积有利于有机质的保存,裂谷边缘礁体发育,上覆蒸发盐岩有利油气成藏; 克拉通内坳陷区也是有利部位,较深水体发育钙质或泥质为主的生油岩系斜坡及其以上部位发育有大陆架型储集层;烃源岩发育较差的是克拉通内陆表海区,稳定的古生代基底上沉积了薄层浅海碳酸盐,源岩不发育。

1.3　油气的储集类型为层状孔隙型储层、似层状风

化壳储层和块状礁相储层

层状孔隙型储层主要发育在滨海相、浅海相、三角洲相和滩坝相沉积。如在东西伯利亚盆地发现的油气田中,以文德系砂岩为主的储层共有26个,占全盆地的60%。

似层状风化壳储层发育在古隆起或不整合面附近。如东西伯利亚里菲系表生淋滤风化壳储层的油气田占全盆地的40%,又如滨里海卡拉恰干纳克气田产层为石炭系和二叠系白云岩化和重结晶灰岩,再如二叠盆地的奥陶系艾伦伯格白云岩储层。

最为典型的块状生物礁储层是在二叠盆地。在该盆地,沿台地、大陆架边缘发育有堤礁和环礁储层油气田。另外加拿大阿尔伯达盆地也有著名的泥盆系生物礁油气田。

1.4　油气沿区域不整合面和断裂侧向运移聚集

二叠盆地的主要油气田位于生烃凹陷边缘的上倾方,油气以侧向运移为主,区域不整合面和前二叠纪断裂系统是运移的主要通道。东西伯利亚盆地、威利斯顿盆地的油气沿断裂运移聚集,断裂交叉部位是油气富集区。在滨里海盆地,与裂谷相关的深大断裂所控制的古裂缝控制着油气田的分布。

1.5　油气富集以区域型古隆起为背景,油气田成带

发育,圈闭类型多样

在东西伯利亚盆地,油气藏分布在涅普—鲍杜奥平和巴依基特隆起及其翼部。在二叠盆地,油气富集在与生油凹陷相邻的台地、大陆架、礁带等次级构造高部位。在滨里海盆地,大型、超大型油气田分布在环绕盆地东部、南部边缘的古生界潜伏隆起带,从基岩到下古生界的潜伏隆起带探明了天然气地质储量10×1012m3、石油34亿t。

在东西伯利亚盆地发现了18个岩性圈闭和地层圈闭(占全盆地圈闭的42%)、断块圈闭18个(占42%)、背斜圈闭7个(占16%)。在二叠盆地油气圈闭类型以背斜圈闭为主,占该盆地圈闭总数的77%;也发育生物礁圈闭、地层超覆圈闭、岩性圈闭及渗透性尖灭圈闭、单斜圈闭、水动力圈闭等类型多样的圈闭。滨里海盆地以区域型古隆起背景下的岩性(生物礁)圈闭为主。

2　四川盆地油气田形成地质条件与国外大油气区的相似性

四川盆地元古界至中三叠统以海相沉积为主,厚4000～7000m。

2.1　具有相似的构造—古地理位置

从国外古生界海相含油气盆地地质特点看,大陆边缘坳陷与克拉通内坳陷是最有利和较有利的两类含油气区,而四川盆地则兼有克拉通内坳陷和大陆边缘坳陷两类坳陷的地质特征。目前,在四川盆地的克拉通内坳陷(如川中威远和川东石炭系等)已发现了许多油气田,获得了丰富的油气储量;在大陆边缘坳陷区(如川西晚古生代),至今尚无重大突破,这是本文后面要着重讨论的一个区域。

2.2　具有相似的大油气田形成的以泥岩、泥灰岩为

主的烃源岩条件

四川盆地78.3%的烃源来自寒武系、志留系的泥质岩,有机碳丰度一般达到大油气田烃源岩起算标准(TOC> 1.0%),如下寒武统T OC为1.09%、下志留统为0.99%、下二叠统为2.14%、上二叠统为3.56%。另外,不但在斜坡带有烃源岩发育(由于中国小型克拉通盆地物源供给相对较好,故斜坡带也发育有烃源岩),而且在盆地的相邻区也发育有烃源岩。

2.3　具有相似的储集类型:以层状裂缝—孔隙型、

似层状风化壳型储层为主,兼有块状生物礁

型储层

川东石炭系白云岩、川东三叠系飞仙关鲕滩灰岩和川西三叠系须家河组等为层状孔隙型或裂缝—孔隙型储层,乐山—龙女寺古隆起(威远—资阳)为似层状风化壳储层,川南二叠系生物礁为块状礁相储层。在四川盆地已探明的天然气储量中,层状孔隙性储层的储量占73.8%。

2.4　具有相似的油气运聚规律和油气藏类型特征

在四川盆地,不整合面和断裂带是主要输导层,如川中威远震旦系的天然气主要沿不整合面运聚;古隆起是油气运聚主要指向区——继承性发育的印

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天　然　气　地　球　科　学 Vol.14